内容正文:
第十章 浮力 单元训练(A卷)
一、单选题
1.如图所示,冰块浮于饮料上,冰块所受浮力的施力物体是( )
A.吸管 B.饮料
C.柠檬片 D.玻璃杯
2.将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中,物体静止后溢出3N的水,则物体受到的浮力大小( )
A.一定是3N B.一定是7N C.可能是4N D.可能是10N
3.小滨同学看到烧杯中的鸡蛋沉在水底,于是,他不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌,鸡蛋逐渐浮出水面,如图所示,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是( )
A. B.
C. D.
4.下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力
B.浮力的方向总是竖直向下
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.物体浸在液体中的体积越大,浮力越大
5.把一金属块放入盛满水的杯中时,从杯中溢出水8克,若将该金属块放入盛满酒精(酒精密度为0.8×103千克/米3)的杯中时,从杯中溢出酒精的质量( )
A.大于8克 B.等于8克 C.小于8克 D.无法确定
6.下图是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。当从船上卸下一部分集装箱后( )
A.船体略上浮,受到浮力不变 B.船体略上浮,受到浮力变小
C.船体略下沉,受到浮力不变 D.船体略下沉,受到浮力变大
7.一长方体物块浸没在水中,已知下表面受到水的压力为80N,上表面受到水的压力是30N,则物体受到的浮力为( )
A.30N B.50N C.80N D.110N
8.如图所示是中国“奋斗者”号载人潜水器,其最大下潜深度可达10909m。忽略海水的密度及潜水器体积的变化,则潜水器浸没在海水中,继续下潜的过程中,下列说法正确的是( )
A.潜水器上下表面压力差变大 B.潜水器所受的浮力大小不变
C.潜水器受到海水的压强不变 D.潜水器下潜越深所受浮力越小
9.“水韵琅琊•夜游沂河”文旅综合项目为人们提供乘船夜赏中心城区四河八岸的美丽风光。如图是一艘载满游客前行的游船,下列判断正确的是( )
A.船上的游客受到水的浮力作用
B.游客下船后,船底所受水的压强不变
C.游客越多,船所受水的浮力越大
D.游客下船后,船排开的水的体积变大
10.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验,所用的物块a和物块b体积不同,但质量相同。下列结论正确的是 ( )
A.甲图中物块a受到的浮力比乙图中的大
B.对比甲、乙可以得出结论:同一物体浸入液体中的深度越深,所受浮力越大
C.对比乙、丙可以得出结论:在同种液体中,物体体积越大,所受浮力越大
D.对比丙、丁可以得出结论:同一物体浸没在密度越大的液体中,所受浮力越大
二、多选题
11.下列四个情景中,受到的浮力不变的物体是( )
A.从大梅沙沙滩走入深水处的游泳者
B.从长江驶入大海的轮船
C.海面下正在下沉的潜艇
D.正在盐田港码头卸载货物的货轮
12.济南护城河从趵突泉到大明湖的航道有一定的落差,游船需要通过一次船闸,如图,游船经过船闸时平稳顺畅,游客可以在船内聊天观景。以下说法正确的是( )
A.船闸利用了连通器原理
B.当游船漂浮时,它所受的浮力等于重力
C.游客登上游船之后,游船所受的浮力将变大
D.两侧水流速度越大,对船的压强越大
13.下列物体受到液体浮力的有( )
A.水中的水泡 B.漂在水面的树叶 C.水中的桥墩 D.水中正在下沉的石块
14.王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A.乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B.乒乓球上浮过程中露出水面之前,受到的浮力始终不变
C.乒乓球上浮过程中,底部受到的液体压强保持不变
D.乒乓球在图中位置静止时,乒乓球受到的重力和支持力是一对平衡力
15.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱体金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的关系如图乙所示。忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26 N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为2×103 Pa
16.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中(忽略水面高度变化)。图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
B.圆柱体受到的重力是12N
C.圆柱体受到的最大浮力是4N
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
三、填空题
17.阿基米德原理的表达式为___________,它表明浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
18.如图为国产浅海全潜式观光潜水艇,观光潜水艇在海水中上浮或是下沉时,是通过改变______来实现的。
19.如图所示,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面的中央,容器中装有23cm深的水,此时水对容器底部压强为 ________Pa。将一个重3N、高为8cm、底面积为20cm2的实心圆柱体用细线拉着,物体下表面刚碰到水面,然后竖直缓慢使物体下移4cm后保持静止(水没有溢出),则此时物体下表面受到水的压力为 ________N。
四、作图题
20.如图甲,用弹簧测力计悬挂着正方体石块A从液面上方一定高度处慢慢地放入水中直至完全浸没后(不接触容器底部),请在图乙中画出弹簧测力计示数F随时间t变化的大致图像。
21.在下图中,画出玩具青蛙漂浮在水面上静止时所受重力和浮力示意图。
五、实验题
22.小丽同学利用弹簧测力计、实心铝块,以及水、盐水和酒精,探究“浮力大小与哪些因素有关”。实验过程如图所示。(取)
(1)步骤①中,弹簧测力计的示数为___________N;
(2)分析实验中①②③④步骤,可以说明浮力大小跟物体排开液体体积_________(选填“有关”或“无关”);
(3)步骤⑥中物体所受浮力是_________N;
(4)分析实验步骤①⑤⑥⑦,可以得出结论:物体排开液体的体积相同,_________越大,浮力越大。
23.在学习浮力知识时,各小组同学开展了丰富多彩的探究活动。
某学习小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的密度有关;
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,按得越深即饮料罐浸入水中的体积越大,手会感到越吃力,这个事实可以支持以上猜想 ___________(填序号)。若要验证上述各猜想,同学们应该采用的实验方法是___________。
小容同学利用弹簧测力计、合金块、溢水杯、小桶、水等器材,按照下图所示的步骤,探究“浮力大小与物体排开液体重力大小的关系”。
(2)从步骤A、B、C、D可知,合金块的重力大小为 ___________N;把合金块浸没在盛满水的溢水杯中,合金块受到的浮力大小为___________N;合金块排开的水所受重力的大小为___________N。
(3)通过上述实验可初步得出:浸在水中的物体所受浮力的大小 ___________物体排开水的重力(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)通过实验数据可以计算出合金块的密度为 ___________g/cm3(保留一位小数);
(5)若实验时先测桶和溢出水的总重力,再将水倒出后测量空桶的重力,会使测得的G排___________(选填“偏小”、“偏大”或“不变”);另一实验小组在步骤C的操作中,只将合金块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 ___________(选填“能“或“不能“)得到与(3)相同的结论。
(6)在C步骤中当合金块的底部从接触水面开始,到合金块浸没直至浸没到更深的位置,图甲乙丙丁中能表示此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是 ___________,
六、计算题
24.在抗洪救灾中,救助队员驾驶皮筏艇争分夺秒营救身处险境的人民群众。如图所示,静止在水面上的皮筏艇和乘员的总质量为420kg。求:(已知水的密度)
(1)皮筏艇受到的浮力;
(2)皮筏艇排开水的体积。
25.如图所示,一个边长为10cm的正方体悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为6N,下表面受到水的压力F2为16N。求:
(1)则正方体受到的浮力;
(2)正方体上表面到水面的距离h1。
26.如图所示,底面积为的柱形容器置于水平桌面上,体积为金属块浸没在水中,水深0.2米。求:
(1)金属块受到的浮力;
(2)水对容器底部的压力。
27.如图是检修员对世界最大的射电天文望远镜,中国天眼进行体检的情景,他们用一个氦气球将检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之内,此方法被网友称赞“太机智”。已知氦气球(包括球内氦气)连同吊索等配件的总质量为180kg,体积为200m3,若检修员需要携带20kg的检修装备,反射面板能承受的最大压力为120N。求:(g=10N/kg;ρ氦气=0.18kg/m3;ρ空气=1.29kg/m3)
(1)氦气球内氦气的质量;( )
(2)氦气球受到的浮力;( )
(3)检修员的体重为多大时,他对反射面板的压力刚好为零;( )
(4)检修员需站在面板上才能工作,为了不踩坏反射面板,检修员的质量必须控制在_______kg范围之内才能开展工作。
试卷第1页,共3页
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《第十章 浮力 单元训练(A卷)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
B
C
C
B
B
B
C
D
题号
11
12
13
14
15
16
答案
BC
ABC
ABD
AB
BD
ABD
1.B
【详解】冰块浮于饮料上,冰块下表面受到饮料向上的压力,冰块上、下表面受到饮料对它的压力不同,产生了浮力,所以冰块所受浮力的施力物体是饮料,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.A
【详解】将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中,物体静止后溢出3N的水,即物体排开水的重力为3N,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力为3N,则物体受到的浮力大小一定为3N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.B
【详解】因为鸡蛋沉入水底时所受浮力小于鸡蛋的重力,随着盐水密度增大,根据公式
F浮=ρgV排
可知鸡蛋所受浮力逐渐增大,鸡蛋悬浮和漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;所以,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变;由分析可知,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.C
【详解】A.浸在液体或气体里的物体都受到液体或气体竖直向上托的浮力,在液体中下沉的物体也不例外,故A错误;
B.浮力的方向是竖直向上,故B错误;
C.浸在液体中的物体受到浮力的施力物体是液体,浸在气体中的物体受到浮力的施力物体是气体,故C正确;
D.物体受到的浮力大小不仅与浸在液体中的体积有关,还与液体的密度有关,所以应该说在同种液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】金属放入水和酒精中都要沉底,根据公式F浮=ρgV排可知,排开液体的体积等于金属块的体积,但酒精的密度小于水的密度,所以排开酒精的重力就小于排开水的重力;也就是说排开酒精的质量小于排开水的质量,所以从杯中溢出酒精的质量小于8g。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】船始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,当从船上卸下一部分集装箱后,重力变小,根据物体浮沉条件可知船受到的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知船排开水的体积变小,船略上浮。
故选B。
7.B
【详解】由于浮力产生的原因是F浮=F向上-F向下,所以,物体受到的浮力为
F浮=F向上-F向下=80N-30N=50N
故选B。
8.B
【详解】ABD.上下表面受到的水的压力差实际上就是浮力,根据阿基米德原理,浮力,潜水器的体积不变,排开海水的体积也不变,因此浮力保持不变,故B正确,AD错误;
C.潜水器受到海水的压强,随着潜水器下潜深度的增加,因此压强也增大,故C错误。
故选B。
9.C
【详解】A.游客没有浸入水中,不受水的浮力的作用,故A错误;
BD.游客下船后,游船的重力变小,所受的浮力变小,液体密度不变,根据可知船排开水的体积变小,则船上浮一些,根据可知船底所受水的压强变小,故BD错误;
C.游客越多,游船的重力越大,船漂浮,则重力和浮力是一对平衡力,大小相等,所以浮力越大,故C正确。
故选C。
10.D
【详解】A.根据称重法可知,弹簧测力计甲的示数大于乙,所以甲图中物块a受到的浮力小,故A错误;
B. 对比甲、乙可以得出结论:同一物体浸入液体中的体积越大,所受浮力越大,故B错误;
C. 对比乙、丙可以得出结论:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大 ,故C错误;
D. 对比丙、丁可以得出结论:同一物体浸没在密度越大的液体中,所受浮力越大 ,故D正确;
故选D。
11.BC
【详解】A.从大梅沙沙滩走入深水处的游泳者,其排开水的体积增大,由F浮=ρ液gV排可知,游泳者所受浮力增大,故A不符合题意;
B.轮船在长江和大海中都是漂浮的,所以浮力都等于重力,故从长江驶入大海的轮船所受浮力大小不变,故B符合题意;
C.海面下正在下沉的潜艇,排开海水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,潜水器所受浮力不变,故C符合题意;
D.货轮漂浮,受到的浮力与重力相等,卸载货物时,其重力减小,轮船所受浮力减小,故D不符合题意。
故选BC。
12.ABC
【详解】A.上端开口,底部相连通的容器,是连通器。船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器;下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,游船才能通航,所以船闸利用了连通器的原理,故A正确;
B.当游船漂浮时,游船处于漂浮状态,它所受的浮力等于重力,故B正确;
C.游客登上游船之后,游船仍处于漂浮状态,它所受的浮力等于重力,重力变大,游船所受的浮力将变大,故C正确;
D.根据流体压强和流速的关系,即流体流速越大的位置压强越小。船两侧水流速度越大,对船的压强越小,故D错误。
故选ABC。
13.ABD
【详解】浮力是液体或气体对浸在其中的物体上下表面产生的压力差,而桥墩的下表面没有受到水的压力作用,不存在压力差,也就没有浮力;水中的水泡、飘在水面的树叶、水中正在下沉的石块都受到浮力,故ABD符合题意,C不符合题意。
故选ABD。
14.AB
【详解】A.图中乒乓球静止时,球的下方没有水,所以不受浮力作用,故A正确;
B.乒乓球上浮过程中露出水面之前,即乒乓球浸没在水中,V排不变,水的密度不变,由F浮=ρ水gV排可知,浮力不变,故B正确;
C.乒乓球上浮过程中,深度 h 减小,根据p=ρgh可知,压强变小,故C错误;
D.乒乓球在图中位置静止时,还受到水向下的压力,因此乒乓球受到的重力和支持力不是一对平衡力,故D错误。
故选AB。
15.BD
【详解】AC.由图象可知,当h为0到30cm时, 弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力
由图象可知,当
之后,弹簧测力计示数26N不变,此时金属块浸没水中,则金属块浸没时受到的浮力
故AC错误;
B.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由可得,金属块的体积
由可得,金属块的质量
则金属块的密度
故B正确;
D.忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,由图象可知,金属块刚浸没时底部所处的深度
金属块下底面受到水的压强
故D正确。
故选BD。
16.ABD
【详解】由图像可知,第一段圆柱体在空中下落,第二段圆柱体浸入水中下落,第三段圆柱体在水中浸没下落。
A.由图像可知,当h=3cm时,圆柱体开始浸入水中,当h=7cm时,圆柱体完全浸没在水中,所以当圆柱体刚好全部浸没时,下表面到水面的深度为
当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为
故A正确;
B.由图像可知,当h=0cm时,弹簧测力计的示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡知识可知
故B正确;
C.物体完全浸没后排开水的体积最大,由可知,此时圆柱体受到的浮力最大,由图像可知,当h=7cm时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为4N,圆柱体受到的浮力为
故C错误;
D.圆柱体浸没时,排开水的体积等于圆柱体的体积,由可知,圆柱体的体积为
圆柱体的质量为
由可知,圆柱体的密度为
故D正确。
故选ABD。
17.F浮=G排
【详解】阿基米德原理:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力F浮,浮力的大小F浮等于它排开的液体所受的重力G排,则表达式为。
18.自身重力
【详解】潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),受到的浮力不变。是通过让海水进、出压力舱改变潜水艇自身重力来实现沉浮,当浮力大于重力时,潜艇上浮;当浮力小于重力时,潜艇下潜。
19. 2300 1
【详解】[1]容器中装有23cm深的水,即,则容器底部受到的水的压强
[2]竖直缓慢使物体下移4cm后,若水面不动,则排开水的体积
事实上,物体浸入后会排开周围的水,导致水面升高,所以,排开水的体积又可表示为
则水面升高的高度
因此,物体实际浸入深度为
所以,此时物体没有全部进入水中,排开水的体积为
此时物体A受到的浮力
根据浮力产生的原因可得
20.
【详解】石块A从液面上方缓缓下放,没有浸入水中之前,弹簧测力计测量石块A的重力,由于石块A的重力不变,则测力计的示数不变;从石块A浸入水中直至完全浸没时,由于排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知浮力变大,由可知拉力变小,即弹簧测力计的示数变小;当石块A完全浸没后,由于排开水的体积不变,由阿基米德原理可知则浮力不变,根据可知弹簧测力计的示数不变。所以大致图像如下:
21.
【详解】玩具青蛙漂浮在水面上时,受到重力和浮力的作用,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,根据物体的浮沉条件可知,它们是一对平衡力,即二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如图所示:
22.(1)2.7
(2)有关
(3)0.4
(4)液体密度
【详解】(1)由图①可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则其示数为2.7N。
(2)分析实验中①②③④步骤,液体的密度相同,随着铝块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,铝块所受浮力也增大,因此可以说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)步骤⑥中物体所受浮力F浮=G-F6=2.7N-2.3N=0.4N
(4)分析实验步骤①⑤⑥⑦,排开液体的体积相同,盐水的密度最大,弹簧测力计的示数最小,由称重法可知浮力最大,可以得到物体排开液体的体积相同,液体的密度越大,浮力越大。
23.(1) 3 控制变量法
(2) 3.8 1.4 1.4
(3)等于
(4)2.7
(5) 偏小 能
(6)丁
【详解】(1)[1]用手把饮料罐按入水中,按得越深即饮料罐浸入水中的体积越大,手会感到越吃力,说明浮力越大,这是因为排开液体的体积越大,浮力越大,所以这个事实可以支持猜想3。
[2]由于浮力的大小可能与液体的密度、物体的密度、排开液体的体积等多个因素有关,在探究时,需要采用控制变量法,即控制其他因素不变,只改变其中一个因素来研究其对浮力的影响。
(2)[1]由图B可知,弹簧测力计3~4N之间有5个小格,其分度值为0.2N,指针指在3N下方四格处,示数为3.8N,故F拉=3.8N。此时,合金块在竖直方向上受到的拉力和重力是一对平衡力,大小相等。故合金块受到的重力G=F拉=3.8N
[2]根据称重法测浮力F浮=G−F示,由图B和C可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计示数F示=2.4N,则合金块受到的浮力大小F浮=G−F示=3.8N−2.4N=1.4N
[3]由图A可知空桶重力G桶=1.2N,由图D可知桶和排开的水的总重力G总=2.6N,则合金块排开的水所受重力的大小G排=G总−G桶=2.6N−1.2N=1.4N。
(3)通过上述实验可初步得出:浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开水的重力,这就是阿基米德原理。
(4)B图可以测出物块的质量
A、D两幅图可以测出排开水的体积
合金块的密度
(5)[1]若先测桶和溢出水的总重力,再测空桶重力,由于桶壁残留水,则测量的空桶重力偏大,会使测得的G排偏小。
[2]只将石块的一部分浸入水中,浮力减小,但排开水的体积减小,排开水的重力减小;此时石块所受浮力仍等于排开液体所受的重力,仍能得出结论。
(6)随着物体浸入深度的增大,物体浸在水中体积的增大,浮力增大,当物体完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以浮力F与深度的关系是先增大后不变,所以丁符合题意,甲乙丙不符合题意。
故选丁。
24.(1)4200N
(2)0.42m3
【详解】(1)皮筏艇静止在水面上,是平衡状态,皮筏艇受到的浮力为
(2)由得皮筏艇排开水的体积
25.(1)
(2)
【详解】(1)由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力
(2)由题意可知,正方体的边长为,正方体上表面的面积
液体对正方体上表面的压强
由液体压强计算公式可得正方体上表面到液面的距离
26.(1)20N
(2)60N
【详解】(1)金属块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N
(2)水对容器底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
水对容器底部的压力为
F水=pS=2000Pa×3×10-2m2=60N
27. 70kg
【详解】解:(1)氦气球内氦气的质量
(2)氦气球受到的浮力
(3)他对反射面板的压力刚好为零,即浮力等于总重,则检修员的体重为
(4)为了不踩坏反射面板,即支持力最大为120N,则检查员的体重为
检查员的质量为
答:(1)氦气球内氦气的质量;
(2)氦气球受到的浮力为;
(3)检修员的体重为580N时,他对反射面板的压力刚好为零。
(4)检修员的质量必须控制在70kg以内。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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